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基于光流的日侧极光图像分类研究

高洪佳  
【摘要】: 极光是太阳风携带的高能带电粒子与地球高空大气层中的中性气体碰撞后产生的地球物理现象。对其形态和演变的系统观测可以获得磁层和日地空间电磁活动的大量信息,日侧极光是太阳风与地球磁层相互作用产生的电离层踪迹,更能反映太阳风-磁层在日侧的相互作用,对研究空间天气和太阳风-磁层相互耦合具有重要意义。 本文分析了极光分类研究的现状,尝试通过运动信息对极光图像和极光图像序列进行分类研究。 针对极光图像的非刚体性质,首次把专门针对流体运动的光流算法应用到极光图像,并根据极光图像序列之间位移大的特性提出了多尺度流体光流算法。 针对光流信息冗余度高,提出了用分块LBP进行表征光流信息的设想,用k-近邻分类器实现极光图像分类。在北极黄河站的极光图像数据库上所做的分类实验表明了算法的有效性。 在上述基础上提出基于光流场特征的极光图像序列检测算法。因为图像序列具有时间信息,将光流场的LBP直方图特征顺序连接描述图像序列,检测实验结果表明了算法的有效性。


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